不畏險(xiǎn)峻，只登高峰：
專業(yè)摩托車手，綽號“子彈”的羅布·巴伯（上左和下右）正在高難度的派克峰賽道上馳騁。
2016年Buckeye Current摩托車隊(duì)的隊(duì)長是亞倫·邦內(nèi)爾-坎加斯（左下圖，穿淡灰色T恤、佩戴太陽鏡者），其 RW-3摩托車（左上）配置了7.7千瓦時(shí)的電池組（包含938塊電池）。
明年開始，該車隊(duì)的隊(duì)長將由保利納·布羅德斯基（左下中間位置）擔(dān)任，幾年前她加入車隊(duì)時(shí)，還只是一名高中生。
電動競賽摩托車的逆變電源在資格賽開始前一小時(shí)出現(xiàn)故障，這可絕非好事。
這是6月一個(gè)周五的早上，對哥倫布市的俄亥俄州立大學(xué)工程系的20名學(xué)生來講，這是最糟糕的日子。經(jīng)過數(shù)月勞累煎熬的工作，這些工程系學(xué)生成功打造出了他們的全電動摩托車——Buckeye Current RW-3。傾注的一切心血只為一場比賽：派克峰國際爬山賽。參賽選手將競相攀登科羅拉多州的標(biāo)志性山峰——派克峰。不遠(yuǎn)處的派克峰高高矗立，這些參賽學(xué)生已站在山腳下，蓄勢待發(fā)。
在過去一周中，他們一次次地走霉運(yùn)，比方說燒焦了一個(gè)噪音發(fā)生器（用于提醒車前行人）、座椅松動、冷卻系統(tǒng)故障，并且試跑次數(shù)也屈指可數(shù)。現(xiàn)在逆變電源又無法正常工作了。
但是，車隊(duì)成員并沒表現(xiàn)出驚慌。車隊(duì)隊(duì)長亞倫?邦內(nèi)爾-坎加斯（AaronBonnell-Kangas）語氣篤定地表示：“這倒也很有意思。”不過他的語氣相對于平時(shí)略顯沉重。
說完，他拿出智能手機(jī)，開始撥號。他想要聯(lián)系一下Tritium（該款逆變電源的制造商，逆變電源能夠?qū)㈦姵氐闹绷麟娹D(zhuǎn)換為摩托車所需的交流電），看是否有人——任何人都行——能夠給他提供一些幫助。但可惜的是，Tritium總部位于澳大利亞布里斯班，當(dāng)?shù)貢r(shí)間正是周六的凌晨時(shí)分。
于是車隊(duì)所有成員立即行動起來。他們把座椅拆下來，取出內(nèi)部電子設(shè)備，然后使用電路測試儀進(jìn)行全面測試。但逆變電源的故障原因仍未找出。這可不是老牌杜卡迪摩托車慣常出現(xiàn)的機(jī)械小毛病，這是隱藏在幾十個(gè)芯片和數(shù)千行代碼之中的故障問題。
保利納?布羅德斯基（Polina Brodsky）是機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生，她表示：“它有反應(yīng)，但無法向發(fā)動機(jī)發(fā)送信號，計(jì)算機(jī)確實(shí)啟動了，但似乎沒有任何作用。”
距離資格賽僅剩幾分鐘了，車隊(duì)專業(yè)車手，綽號 “子彈”的羅布?巴伯（Rob Barber）臨時(shí)提出了一個(gè)替代方案。他準(zhǔn)備使用一名團(tuán)隊(duì)成員的川崎摩托（使用汽油動力）參加比賽。“希望他們（比賽官方）會同意我們用這輛摩托車參加比賽，但這確實(shí)不是車隊(duì)的比賽用車。”他焦急地說道。
官方也確實(shí)允許了他們用這輛摩托車參加比賽。所以，整支車隊(duì)的任務(wù)就是抓緊修理RW-3上的逆流電源。他們要在本地車道上進(jìn)行測試，將電動賽車的每一塊938 A123鋰離子電池充滿電，并將修理后的賽車運(yùn)至賽事基地并參加比賽。而他們僅有40個(gè)小時(shí)的時(shí)間來完成這些工作。
盡管BuckeyeCurrent只是一件學(xué)生作品，但是大家仍認(rèn)為它是一個(gè)強(qiáng)有力的競爭者。學(xué)生團(tuán)隊(duì)對它進(jìn)行了大規(guī)模的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了近乎瘋狂的動力水平。所有這一切，就為了能在10分鐘內(nèi)完成賽事。比賽過程中，摩托需要經(jīng)過156個(gè)急轉(zhuǎn)彎，稍有不慎就會掉入萬丈深淵。動力，而非動力存儲，決定著一切。如果摩托車電池在山頂出現(xiàn)故障，那么這些學(xué)生只能把它推到山腳下了。
急加速性能并非只是裝飾功能，其更是電動車輛吸引力的核心所在——這也正是打破人們傳統(tǒng)觀念（一提到電動車輛，首先想到的是高爾夫球車）的關(guān)鍵特性。特斯拉Model S P90D的雙機(jī)驅(qū)動飛速模式，僅需3秒，便可將車輛從靜止加速到令人驚訝的速度。同時(shí)，與Buckeye Current一樣，特斯拉在實(shí)現(xiàn)上述性能時(shí)，也未使用變速箱。
電子工程專業(yè)研究生邦內(nèi)爾-坎加斯表示：“RW-3是我們對完美摩托車的理解——強(qiáng)大、敏捷。我們希望領(lǐng)先那些燃油摩托車，率先通過終點(diǎn)。我們要成為最優(yōu)秀的。”
本次賽事對于使用電動力系統(tǒng)的摩托車極為有利。首先，電動機(jī)提供瞬時(shí)扭矩，在賽程中的許多急轉(zhuǎn)彎中都派得上用場，把每一處急轉(zhuǎn)彎變成一個(gè)小型加速賽。其次，電動車在迂回爬坡過程中——20公里的賽道，海拔上升1400米——不受空氣變稀薄的影響。
為什么不使用壓縮機(jī)負(fù)載，即“增壓器”，對燃燒室加壓呢？布羅德斯基解釋稱：“山腳和山頂?shù)目諝馇闆r極為不同，很難對機(jī)械增壓器進(jìn)行調(diào)整。”
今年的迭代設(shè)計(jì)——RW-3——使用了與去年本田跑車型號相同的車架，但去除了變速箱、發(fā)動機(jī)和油箱等部件。代替上述部件的是大量綠色無污染、尺寸僅拇指大小的電池。該類電池存放于車座之下并延伸到車身底部；重量達(dá)80公斤，可提供7.7千瓦時(shí)的電能——是日產(chǎn)聆風(fēng)電能的1/4，特斯拉Modle S的1/10。該類電池通過Tritium逆流電源向Enstroj Emrax發(fā)動機(jī)（一款40公斤重、功率達(dá)100千瓦的強(qiáng)勁發(fā)動機(jī)）提供電能。
邦內(nèi)爾-坎加斯表示：“我們?yōu)榘l(fā)動機(jī)和逆變電源設(shè)置了兩條冷卻回路，每一條均配有專用泵和散熱器，可在不同溫度下優(yōu)化設(shè)備狀況。燃油摩托冷卻效果更好，因?yàn)樗谶^熱時(shí)可以很容易地排出熱量（通常是通過包裹氣缸內(nèi)腔的金屬翼片實(shí)現(xiàn)）。所以我們需要使用水冷卻系統(tǒng)。”
事實(shí)上，幾天前摩托車便出現(xiàn)了過熱的問題。在完成一場計(jì)時(shí)賽之后，巴伯告訴團(tuán)隊(duì)他發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)存在過熱問題。但是，由于傳感器（一個(gè)熱敏電阻）早已損壞，無法使用，因而團(tuán)隊(duì)成員無法得到相應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)。“我們把過熱問題排在了末尾，其他待解決的問題更重要一些。”邦內(nèi)爾-坎加斯略顯憂傷地表示道。
而且，肆意安裝傳感器可能會增加設(shè)備負(fù)擔(dān)，并增加出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率。輪胎中設(shè)有測壓表，冷卻液管中設(shè)有流量計(jì)，而電壓計(jì)更是覆蓋整個(gè)車身。上述設(shè)備會在每次測試間隔時(shí)向統(tǒng)一的中央處理器發(fā)送數(shù)據(jù)。通過這種方式，車隊(duì)可迅速解決小故障和小毛病，這種方法在比賽中很有用。
肖恩?哈林頓（Sean Harrington）是電子工程專業(yè)學(xué)生，也是團(tuán)隊(duì)中的領(lǐng)軍人物，他表示：“我們投入了大量的時(shí)間去設(shè)計(jì)上述電子系統(tǒng)，以便對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。我們在設(shè)計(jì)中總想著如何修復(fù)漏洞。”
但是，他錯(cuò)了。在設(shè)計(jì)方法論中，與理論相比，測試和錯(cuò)誤也很重要——而這一情況，你在標(biāo)準(zhǔn)的工程學(xué)課程中是很難學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)的。
快速前進(jìn)：BuckeyeCurrent RW-3摩托車借助Enstroj Emrax發(fā)動機(jī)（功率達(dá)到100千瓦）獲取強(qiáng)勁動力支持。該款發(fā)動機(jī)由938 A123鋰離子電池供電，每一塊電池的尺寸與一號電池相同。上述電池總重量約為80公斤，并可存儲7.7千瓦時(shí)的電能——為日產(chǎn)聆風(fēng)電能的1/4。
完成這項(xiàng)課外活動需要花費(fèi)多少精力呢？在某些情況下，花費(fèi)的時(shí)間要多于校內(nèi)正式課時(shí)。
艾倫?薩金特（Aaronn Sergent）是一位機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生，我們在山姆大叔薄餅店（團(tuán)隊(duì)早晨剛剛在這里吃了些雞蛋和薄餅）外談話時(shí)，他略顯愧疚地向我表示，每周他花在摩托車項(xiàng)目上的時(shí)間約為20～30個(gè)小時(shí)。現(xiàn)在是早上8點(diǎn)，但整個(gè)團(tuán)隊(duì)在凌晨3點(diǎn)便開始了這一天的工作，比夏季游客的出發(fā)時(shí)間還早。現(xiàn)在，肚子填飽了，這些學(xué)生將回到他們在科羅拉多州泉市租住的房子中，準(zhǔn)備開始又一天的工作了。
邦內(nèi)爾-坎加斯的睡眠時(shí)間很少：在我入睡之后，他還會通過短信把第二天的計(jì)劃安排發(fā)送給我，然后在第二天我醒來之前（凌晨兩點(diǎn)）再次向我發(fā)送短信。若干小時(shí)之后，我又起身返回我下榻的酒店，當(dāng)時(shí)剛過中午不久，我在回去的路上碰到團(tuán)隊(duì)的4名學(xué)生，他們正在前院打球，釋放壓力。
休息？誰要休息？
逆變電源問題急需簡單有效的解決方案。團(tuán)隊(duì)無法在當(dāng)?shù)刭徺I新的逆變電源，也沒有足夠的時(shí)間從澳大利亞生產(chǎn)商那里購買，即便是空運(yùn)，時(shí)間也已經(jīng)來不及。電子小組的學(xué)生圍坐在出租屋的餐桌旁，將逆變電源徹底解體，進(jìn)行修理。
邦內(nèi)爾-坎加斯表示：“發(fā)動機(jī)具有同步性，因此逆變電源必須與發(fā)動機(jī)步調(diào)一致。”
同步發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子隨著旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)動。而該磁場正是由逆變電源產(chǎn)生并呈周期性變化的。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)得越快，需要逆變電源提供的旋轉(zhuǎn)磁場的周期數(shù)越高。逆變電源每秒最多可提供500個(gè)周期，但足以將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速提高至3000轉(zhuǎn)/分鐘。這已達(dá)到紅色警戒線。
邦內(nèi)爾-坎加斯表示：“所以，我們設(shè)計(jì)了一套將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速保持在該臨界速度之下的控制系統(tǒng)。”
這也正是為什么逆變電源的癱瘓事關(guān)重大。就目前情況而言，團(tuán)隊(duì)學(xué)生甚至無法使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動。如果他們解決不了這個(gè)問題，這一年的辛苦付出和遠(yuǎn)大夢想便付諸東流了。
我剛動身回酒店，逆變電源的問題就被發(fā)現(xiàn)了：電源板中有兩根保險(xiǎn)絲已被燒焦。是早先試車時(shí)發(fā)生短路所致。
邦內(nèi)爾-坎加斯告訴我：“我們把電極接反了，導(dǎo)致保險(xiǎn)絲熔斷，無法供電。問題已經(jīng)解決了。”他們也確實(shí)成功了。
正是上述經(jīng)歷和體驗(yàn)，讓他們珍惜那些為解決復(fù)雜事物（包括摩托車、汽車或噴氣飛機(jī)）所付出的辛苦努力。解決完一個(gè)問題，再準(zhǔn)備去解決下一個(gè)未知的問題。
盡管體驗(yàn)了太多的挫折、壓力和妥協(xié)，但是這些學(xué)生利用自己的閑暇時(shí)間努力著。當(dāng)我問馬克?阿爾伯格（Marc Ahlborg，主修航空航天工程專業(yè)）為什么選擇參加該團(tuán)隊(duì)而不是其他航空團(tuán)隊(duì)時(shí)（肯定有無人機(jī)俱樂部這樣的團(tuán)隊(duì)吧），他告訴我，如同團(tuán)隊(duì)里的絕大多數(shù)成員一樣，他自己平時(shí)也騎摩托車。他補(bǔ)充說，盡管團(tuán)隊(duì)的資源有限，但就俄亥俄州而言，這里的資源已經(jīng)是最高水平了。絕大多數(shù)資源都是贊助商提供的實(shí)物贊助。
拿康明斯發(fā)動機(jī)技術(shù)有限公司提供的100千瓦交流發(fā)電機(jī)來說，當(dāng)時(shí)團(tuán)隊(duì)表示只需小功率的發(fā)電機(jī)即可，但很明顯康明斯十分慷慨，給予團(tuán)隊(duì)充分的支持。
但平時(shí)的飯費(fèi)可是由學(xué)生自掏腰包，房租（學(xué)生們平均分擔(dān)）以及日常交通費(fèi)用亦是如此。即便是將自己的摩托車運(yùn)往西部，也是他們自行承擔(dān)相應(yīng)費(fèi)用：俄亥俄州有規(guī)定，不得將校車用于私人目的。所以，盡管載運(yùn)Buckeye Current及其配件的拖車價(jià)值不菲，但他們隨身攜帶的行李通常只是一個(gè)背包。
即便是小額現(xiàn)金，也讓團(tuán)隊(duì)捉襟見肘。在機(jī)械工程師布羅迪?林格勒（Brody Ringler）提出團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該購買10美元的紅外線熱感槍，以便提高對輪胎和其他組件的檢查效率時(shí)，邦內(nèi)爾-坎加斯仔細(xì)思考了足足3秒鐘，然后才說：“好的，買吧。”
周五下午，當(dāng)其他學(xué)生找出逆變電源所存在的問題并更換熔斷的保險(xiǎn)絲時(shí)，我問邦內(nèi)爾-坎加斯，如果那天早上打往澳大利亞公司的電話打通了，他會怎么辦。我問他是否會透支自己的信用卡，購買價(jià)值6000澳元（合4592美元）的全新TritiumWaveSculptor200逆流電源，并搭上從澳大利亞到科羅拉多州泉市、橫跨1.4萬公里、不知道要花多少錢的航空運(yùn)費(fèi)？
他的回答是：“我肯定會買。”
登云之路：該賽事賽道迂回曲折，且有多個(gè)急轉(zhuǎn)彎區(qū)域（標(biāo)紫區(qū)域）十分危險(xiǎn)，且直到2012年，賽道才全部完成路面整平工作。盡管如此，自1916年賽事開始以來，只出現(xiàn)過5例死亡事故。去年，電動車輛第一次奪取本賽事的桂冠，第二名也是電動車輛。
比賽于凌晨一點(diǎn)半正式開始，這真令人痛苦。毫無疑問，我們在黑暗中摸索前行，而派克峰則像身形龐大的黑色巨人，在遠(yuǎn)處等待著我們的挑戰(zhàn)。
在聚集地，我們與其他各類別的賽車、老爺車、改裝車、沙灘車、卡車（甚至還有一臺二輪半拖車），當(dāng)然還有各種重量、動力源以及多種設(shè)計(jì)的摩托車擠成一團(tuán)。這簡直就是機(jī)動車“怪物”的戶外展覽館，就像是在野外的賽道上上演了一集《杰·雷諾的私家車庫》。還有還幾臺底盤很低、外形酷似昆蟲且配有跨斗的摩托車，而跨斗中的乘客（被稱為“猴子”）在急轉(zhuǎn)彎時(shí)要跪在車斗內(nèi)扮演平衡物的角色，從而保持車身的平衡。（這就是命運(yùn)。）
團(tuán)隊(duì)在準(zhǔn)備區(qū)搭起了帳篷，啟動發(fā)電機(jī)，點(diǎn)亮熒光燈，把摩托車放到樁子之上，然后打開藍(lán)色的Chicken Hawk電子輪胎加熱器。因?yàn)檩喬ナ潜荣愑玫墓馓ィ狈ψ銐虻幕y提供摩擦力，且僅在胎溫較高時(shí)才可產(chǎn)生足夠的摩擦力。在這種寒冷天氣和冰冷路面環(huán)境下，車胎溫度會迅速下降；而且整個(gè)派克峰的四周全被白雪覆蓋。
在加熱輪胎的同時(shí)，團(tuán)隊(duì)開始對摩托車的主要系統(tǒng)進(jìn)行檢查，并逐一為如金字塔般的電池進(jìn)行充電。你必須這樣操作，先將某塊電池充電至一定電量，再對下一塊電池充電，然后重復(fù)一遍此過程。只有這樣，才可確定不會把某個(gè)電池充爆。
但是，好吧，事實(shí)也并非完全如此：你可以設(shè)計(jì)一個(gè)自動充電系統(tǒng)，Victory Motorcycles車隊(duì)就是采用這種辦法。他們就在不遠(yuǎn)處通往Burritoshack的小路上。他們是一個(gè)實(shí)體公司，總部位于愛荷華州，他們的唯一業(yè)務(wù)就是制造摩托車。
手動充電或許有些尷尬，但在比賽日，你也別無他法。比賽的最后幾個(gè)小時(shí)，如同爬行一般，就像老式電影中被告人和辯護(hù)律師焦急等待陪審團(tuán)裁定一樣。但對于巴伯來說，時(shí)間眨眼即過，他全身心地盯在光滑的路面上。
在一番偵測活動之后，他回來說道：“上面濕了，真的很濕。”
再過一個(gè)小時(shí)太陽就會出來，所有水分便會消失。但比賽馬上開始，而且電動摩托車是第一組攀登派克峰的參賽車輛類別。巴伯認(rèn)為，堅(jiān)守比賽的時(shí)間安排有點(diǎn)荒唐；那些出名的防水燃油摩托應(yīng)該先上，巴伯抱怨稱。當(dāng)然，應(yīng)該有人先上去，把那些潮濕的水汽清理掉。但時(shí)間已經(jīng)來不及了。
在一番忙亂和等待之后，巴伯準(zhǔn)備出發(fā)了。他啟動摩托車的噪音器，發(fā)出巨大響聲，來到出發(fā)點(diǎn)前，一溜煙地離開了出發(fā)區(qū)域。但很快進(jìn)入無線電靜默區(qū)，準(zhǔn)備區(qū)的隊(duì)員無法與車上的無線收發(fā)機(jī)取得聯(lián)系。隊(duì)員只能斷斷續(xù)續(xù)地跟蹤巴伯的賽程。
一段時(shí)間之后，布羅德斯基接到電話，她把電話緊緊按在耳邊，說道：“我們的時(shí)間是11分16秒。”言簡意賅。
這次沒有打破10分鐘的紀(jì)錄，也沒有任何勝利的歡呼。林格勒情緒已經(jīng)崩潰，布羅德斯基一言不發(fā)，而邦內(nèi)爾-坎加斯則默默地掩飾著自己的失望。這是邦內(nèi)爾-坎加斯最后一次以團(tuán)隊(duì)隊(duì)長身份參加這次比賽；現(xiàn)在他已經(jīng)在德國汽車供應(yīng)商Robert Bosch底特律分公司開始了職業(yè)生涯，擔(dān)任研究人員。
幾小時(shí)后，在所有選手均完成比賽之后，巴伯終于可以推著摩托車下山了。他的情緒很高，或者也是因慶幸自己還能活著走下來而倍感激動。
巴伯說道：“你們太棒了！時(shí)間和去年一樣棒，而且這次地面還是濕的。摩托車也非常棒！”
他是專業(yè)選手，一般而言，也就是獲勝的選手。
后來回到租住的房子里，巴伯靠在沙發(fā)背上說：“Victory的摩托車性能特別強(qiáng)大。”他指的是由Dan Canet參賽使用的、電動版本的Victory摩托車。該摩托車的成績是1017.8，比Buckeye Current快了大約1分鐘的時(shí)間。
巴伯還說道：“我不知道他們是怎么做到的，Victory對自己的設(shè)計(jì)閉口不談。”除參加比賽之外，巴伯其實(shí)是位于英國曼徹斯特的思科系統(tǒng)公司的IT職員。
以弱勝強(qiáng)的結(jié)果并未出現(xiàn)，至少今年沒有。但或許在來年，團(tuán)隊(duì)成員可能會打造一個(gè)自動充電系統(tǒng)。或許他們還會對電源管理系統(tǒng)，包括逆變電源，進(jìn)行重新改造。或許他們會參考全球重要汽車制造商的經(jīng)驗(yàn)，并減輕車身重量，這些都是未知。
“我不知道我們要采取什么措施。我們會在今天看完所有的數(shù)據(jù)記錄之后，共同做出決定。”布羅德斯基頗官方地說道。
布羅德斯基與其他同學(xué)一同參與了本款摩托車的發(fā)明過程。那還是6年前，她還只是個(gè)高三學(xué)生。她想方設(shè)法成功加入到當(dāng)時(shí)這個(gè)完全沒有基礎(chǔ)的項(xiàng)目之中。而現(xiàn)在，她已經(jīng)畢業(yè)，并且會在明年以研究生的身份繼續(xù)這項(xiàng)任務(wù)。
布羅德斯基說道：“明年我就是隊(duì)長了，我可是被團(tuán)隊(duì)其他成員推選出來的哦。”■
作者: PhilipE. Ross